<< 1.1 Klassicheskie psevdotenzory i ... | Oglavlenie | 1.3 Postroenie sohranyayushihsya tokov ... >>
- 1.2.1 Zakony sohraneniya Kaca-Bichaka-Linden-Bella
- 1.2.2 Superpotencial Kaca-Krushciela
- 1.2.3 Sohranyayushiisya tok KBL
1.2 Superpotencial Kaca-Krushciela -- obobshennyi superpotencial Freida
Narisovannaya vyshe kartina o zakonah sohraneniya v OTO
trebuet svoego obobsheniya i razvitiya. Kakie zhe momenty dolzhny byt' uchteny?
My by opredelili ih tak:
- (i) Zakony sohraneniya i sohranyayushiesya velichiny
dolzhny opredelyat'sya sohranyayushimsya tokom (vektornoi plotnost'yu):
.
- (ii) Postroenie
opredelyaetsya lavgranzhianom i proceduroi Neter.
- (iii) Model' dolzhna byt' kovariantnoi na vybrannom fone.
- (iv) Zakony sohraneniya dolzhny ,,rabotat''' na
proizvol'no iskrivlennyh fonah. Etogo trebuyut
zadachi relyativistskoi astrofiziki ili kosmologii, gde chasto ispol'zuyutsya
geometrii chernyh dyr ili kosmologicheskie resheniya, kak zadannye fony.
- (v) Mozhet okazat'sya poleznym obobshenie na
proizvol'nye , naprimer, v rabotah [10][11]
ispol'zuyutsya konformnye vektory Killinga kosmologicheskogo
resheniya Fridmana,
a ne prostye vektory Killinga.
- (vi) Dlya sohranyayushegosya toka dolzhen byt' postroen
sootvetstvuyushii antisimmetrichnyi superpotencial
, tak chto
i
. Stanovitsya
ochevidnym differencial'nyi zakon sohraneniya, krome togo, sohranyayushiesya
integraly estestvennym obrazom preobrazuyutsya v poverhnostnye.
- (vii) Konechno, skonstruirovannye
zakony i uchastvuyushie v nih velichiny dolzhny udovletvoryat' vsem, tak
nazyvaemym, ,,estestvennym'' testam. Eto, kak minimum:
- Polozhitel'nost' plotnosti energii gravitacionnyh voln;
- Pravil'noe otnoshenie massy k uglovomu momentu v reshenii Kerra;
- Pravil'nye znacheniya global'nyh integralov dlya ostrovnoi sistemy
na prostranstvennoi beskonechnosti,
na nulevoi beskonechnosti.
1.2.1 Zakony sohraneniya Kaca-Bichaka-Linden-Bella
Kac, Bichak i Linden-Bell [12] (dalee my oboznachaem etu rabotu kak KBL) predlozhili takie zakony sohraneniya, kotorye udovletvoryayut predlozhennym trebovaniyam. Postroenie osnovyvaetsya na lagranzhiane
i
;
, .
Lagranzhian (1.27) obobshaet dlya proizvol'nyh fonov izvestnyi kovariantnyi lagranzhian Rozena na ploskom fone [13]. Esli zhe , togda i (1.27) perehodit tochno v einshteinovsii usechennyi lagranzhian (1.1).
Posledovatel'noe prilozhenie procedury Neter k lagranzhianu (1.27)
s proizvol'nym :
dalo vozmozhnost' postroit' sohranyayushiisya tok
i superpotencial
s sootvetstvuyushim differencial'nym zakonom sohraneniya:
Poskol'ku (1.28) pryamo sleduet iz (1.29), to sootnosheniya tipa poslednego my chasto takzhe nazyvaem zakonami sohraneniya.
1.2.2 Superpotencial Kaca-Krushciela
Superpotencialy igrayut ochen' vazhnuyu rol'
v opredelenii sohranyayushihsya velichin.
Destvitel'no, davaite podstavim znachenie toka (1.29) v (1.26) i
uchtem antisimmetriyu
:
Superpotencial v vyrazhenii KBL (1.29)
byl poluchen ran'she nezavisimo Kacem [14] i Krushcielom [15].
Togda on byl postroen dlya bolee prostyh sistem,
tem ne menee bolee slozhnaya model' razrabotannaya KBL
ne izmenila ego vid:
1.2.3 Sohranyayushiisya tok KBL
Sohranyayushayasya vektornaya plotnost' (tok KBL) v tozhdestve (1.28)
imeet vid:
kotoryi tozhe nuzhno opisat' po chastyam. Pervoe slagaemoe predstavlyaet vozmushenie material'nogo tenzora energii-impul'sa po otnosheniyu k fonovomu, vtoroe -- ,,potencial'noe'' vzaimodeistvie s fonovoi geometriei, a tret'e est' tenzor energii-impul'sa gravitacionnogo polya:
Esli , to perehodit v psevdotenzor Einshteina.
Vtoroi chlen v (1.32) -- tak nazyvaemyi spinovyi chlen:
Eta velichina sama po sebe takzhe izvestna davno. Popytka postroit' sohranyayushiisya uglovoi moment s pomosh'yu psevdotenzora Einshteina privela Papapetrou [16] k neobhodimosti ispol'zovat' vyrazhenie (1.35).
Struktura poslednego chlena v (1.32) slozhnaya i ne tak vazhna zdes', odnako mozhno skazat', chto ischezaet dlya killingovyh vektorov fona.
Podvedem nekotoryi itog. Velichiny KBL sootvetstvuyut vsem sformulirovannym trebovaniyam (i) - (vii). Eto nesomnennoe dostoinstvo modeli. Odnako, vopros edinstvennosti dolzhen byt' obsuzhden bolee podrobno. On mozhet byt' razdelen na dve chasti:
a) Naskol'ko odnoznachen vybor lagranzhiana (1.27)?
b) Naskol'ko odnoznachny KBL velichiny pri uzhe vybrannom lagranzhiane (1.27)?
Punkt a) detal'no obsuzhdalsya v rabotah [17][18]. Vyvod takoi, chto trebovanie ispol'zovat' pri var'irovanii granichnye usloviya Dirihle edinstvennym obrazom privodyat k (1.27) i superpotencialu (1.31). Tam zhe obsuzhdayutsya preimushestva uslovii Dirihle. Nezavisimo, razvivaya kovariantnuyu Gamil'tonovu formulirovku gravitacionnyh teorii, k etomu zhe vyvodu prishli avtory raboty [19]. Sluduyushaya chast' lekcii, c odnoi storony, obobshaet rezul'taty KBL (v tom smysle, chto konstruiruyutsya zakony sohraneniya dlya proizvol'noi polevoi teorii so vspomolatel'nym fonom). Eto pozvolyaet otvetit' na vopros punkta b). S drugoi storony, rezul'taty sleduyushei chasti odnovremenno est' obobshenie na proizvol'no iskrivlennyi fon rezul'tatov Mickevicha [8], kotoryi skonstruiroval sohranyayushiesya velichiny dlya proizvol'noi teorii, no na ploskom fone.
<< 1.1 Klassicheskie psevdotenzory i ... | Oglavlenie | 1.3 Postroenie sohranyayushihsya tokov ... >>
Publikacii s klyuchevymi slovami:
zakony sohraneniya - Obshaya teoriya otnositel'nosti - gravitaciya
Publikacii so slovami: zakony sohraneniya - Obshaya teoriya otnositel'nosti - gravitaciya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |